新型矿井热害防治措施初探

提出一种新的矿井热害防治措施,并简要分析了其经济性和可行性。先在巷道围岩上覆盖一层隔热材料,再在这层隔热材料上安装换热袋,袋内有蛇形管道,管内以空气作为空气压缩制冷装置的工作介质,管外充适量水以增强降温效果。隔热材料的覆盖一方面增加了围岩导热热阻,减少围岩散热量,另一方面避免了换热袋直接贴在围岩上影响制冷效果。换热袋的设置进一步阻碍围岩散热的同时,降低对流换热系数,减少了对流换热量,冷却井下风流,并将高温围岩的热辐射转变成低温换热袋的热辐射。另外,同其它制冷剂相比,空气不仅质量轻、无毒害,不会产生新的问题,而且完全免费,大大降低了成本。     

新型矿井热害防治系统及其可行性分析

随着地下矿开采深度的不断增加,矿井热害问题日益突出,不仅威胁井下作业人员的健康,而且严重影响劳动效率及企业的经济效益。通过对传统制冷工艺的深入研究,在分析以往人工制冷措施利弊的基础上,提出了一种新型的矿井热害防治系统,该系统由2部分组成,分别运用了传热学及热力学的相关原理。第一部分是覆盖在制冷巷道围岩表面的隔热材料,作用是降低围岩热辐射及与制冷系统配合延缓空气升温。第二部分是一套人工制冷系统,是在传统空气压缩制冷循环的基础上合理改进而来。该系统以制冷巷道作为制冷对象,将原有的换热方式改为2股气流的混合,在不影响井下风量和风速的前提下,降低制冷巷道中的风流温度。该系统不仅使制冷效果得以显著提高,而且简化了系统组成,降低了施工及运行管理的技术难度,同时减少了资金投入,节约了生产成本,而且系统安全性也相对更高。     

矿井对流换热系数计算及其影响因素分析

<正>一、问题的引出随着矿井开采深度的增加,由于各种热源如岩石放热、空气压缩、矿物氧化和机械设备散热等的热作用,使得井下风流的温度、含湿量和热焓等参数发生了复杂的变化.其中风流与围岩温度场间的对流换热量是风流参数产生变化的主要原因.因此,风流流动与围岩温度场间的对流换热量的准确计算,对井下风流参数的预算有着十分重要的意义.风流与围岩温度场间的对流换热量Q_c按牛顿冷却公式计算:     

新型井下人工制冷系统的进一步改进

对之前提出的新型井下制冷系统做出重大改进,去掉原有的换热袋及其中的蛇形管道,使系统得以简化。同时,将2种介质的局部接触换热转变成同种介质的全面混合换热,大大提高了换热效率。改进后的系统需在传统空气压缩制冷装置的基础上增加排气机及其相关设备,以使循环构成完整回路,虽使成本增加,但系统更简单合理。     

基于灰色关联度的围岩与风流对流换热系数影响因素分析

基于相似理论搭建矿井通风降温模拟实验台,利用控制变量法进行实验,测得不同条件下围岩与风流间的对流换热系数,以围岩与风流对流换热系数作为主序列,以围岩温度、风流温度、风流速度作为子序列,利用灰色关联度分析方法得到不同影响因素与对流换热系数的关联程度。研究结果表明,在所选取的围岩温度、风流温度、风流速度3个子序列中,风流速度与围岩对流换热系数的关联度最大,其次是风流温度,围岩温度对其影响最小。在矿井通风降温系统的设计中应尽可能地增加风流速度。     

高温矿井风流温度和湿度预测及其程序编制

分析了不同外界条件下巷道围岩与风流的不稳定换热系数的理论计算方法.讨论了存在不同壁面粗糙程度的巷道中围岩或煤壁氧化散热及其对风流温度的影响.然后以热力学中热质交换理论为基础,建立了单风路矿井巷道沿程风流温度、湿度的预测计算的理论以及数学模型,并编制了井下巷道风温分段计算的计算机程序.最后将该计算机程序应用于实际现场中,得到的计算结果与实测结果吻合,检验了该计算机程序的可靠性.     

矿井热害防治技术研究

随着矿井开采深度的增加,热害已严重影响井下部分作业地点的环境质量,改善井下作业地点空气环境质量,给职工提供良好的作业环境,已显得尤为重要。分析了矿井热害原因,提出了综合应用风流调整和局部制冷设备制冷降温的措施。实践结果表明,该措施较好地解决了赵家寨煤矿井下局部高温难题。     

热泵与动力热管复合的深井热害控制试验研究

随着矿井开采深度的日趋增加,井下高温热害越来越严重,现阶段应用于矿井中的降温措施主要有非机械式制冷技术和机械式制冷技术,部分方法简单易操作但是降温效果不佳,部分方法降温效果良好但是受地势影响较大且安装成本高。提出并研究了高效制冷和远距离传热的热泵与动力热管复合系统。通过搭建试验平台,模拟井下工作环境,在不同热管长度条件下进行试验和测量,研究了不同长度对系统换热性能的影响。结合实际情况,分析了热泵与动力型分离式热管复合系统用于井下降温时在设计上和性能上的优势,明确了该系统在矿井中应用的可行性。研究表明:系统换热量随着蒸发段温度的升高或冷凝段温度的降低而增加;系统驱动温差越大,换热效率越高,同时所提出的试验系统可以在驱动温差为0或者蒸发段温度低于冷凝段温度时正常使用;工质循环动力泵流量增大,系统换热量先增大后保持不变,系统管路越长到达稳定值需要的动力泵流量越大,管路沿程损失对系统性能有一定的影响。     

深井压气冷水降温系统设计与应用效果分析

为改善井下热环境,分析了目前的深井冷控系统,确定一种不仅能够满足大规模工业化制冷,而且有技术经济优势和推广前景的制冷方式。该系统通过气体的绝热膨胀冷却井下水源,代替制冰机等制造冷水以满足矿井制冷需要。通过分析所用压气量与制造冷水量的关系,建立了压气绝热膨胀后制造冷水的温度、质量与压气量间的数学关系式。分析并比较了压气冷水系统与地面集中式制冷降温系统的降温成本和效果,得出压气冷水系统优于其他制冷系统的结论。     

巷道围岩调热圈半径及温度场分布规律研究

巷道围岩散热是一个复杂的非稳态过程,包括围岩内部的热传导和围岩与巷道风流的热交换。随着矿井开采深度的增加,巷道围岩与空气热交换所占比重增大。研究围岩与空气热交换规律对井下风流温度预测及制定矿井降温措施有着重要的意义。利用数值模拟软件模拟了淮南某矿-965 m轨道大巷不同通风时间围岩的温度场,研究了通风时间对巷道围岩温度的影响,并用实测数据对模型进行了分析验证。     

干燥巷道围岩传热对平巷风流温度影响研究

井下巷道中的风流温度受到多种因素的影响,如原岩温度、围岩传热性能、风流与围岩的热交换时间、其他热源等,其中围岩传热起主要作用。为分析围岩传热对风温的影响,以干燥巷道为例,根据巷道围岩与风流热交换规律,通过理论计算,分析水平巷道围岩与风流热交换对风温变化的基本影响规律,为矿井通风设计提供较精确的预测值,使矿井通风设计更精细。     

深井巷道隔热降温技术的研究与应用

为深井巷道降温提供设计参数是深井高温岩层巷道隔热降温技术研究的主要目的。研究了非隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈形成原理、热传递解析方程及参数;然后研究了隔热层巷道围岩向巷道的热量释放模式,分析了调热圈变化原理,并推导出隔热降温效果理论解析式及参数确定;工业性试验对比证实,巷道采用隔热降温技术后,隔热效果达到64%,具有巨大的技术经济效益。     

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温（矿井空调降温）两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。     

矿井深部热害分析及治理研究

高温高湿热害是矿井向深部开拓延伸中普遍面临的问题,给井下作业人员的健康和矿井安全生产带来了极大的影响和危害。论述了热害治理的非人工制冷降温与人工制冷降温（矿井空调降温）两条主要思路,分析了非人工制冷降温的主要技术措施及特点,矿井空调降温的主要类型与基本原理,以及矿井空调降温方案的优缺点。     

矿井巷道淋湿蒸发换热系数构建及风流温度计算

针对全矿井网域系统巷道围岩与风流热-湿交换计算复杂的问题,提出构建淋湿巷道风流换热系数模型,根据现场实测风流相对湿度,掌握矿井(进风侧)风流湿度变化规律,反向推演确定井巷水蒸发影响下风流与巷道围岩热交换的模型,修正围岩与风流的换热系数;用风量加权距离描述实际矿井网域风流相对湿度变化规律。结合九道岭矿实例,将算法纳入到矿井网络系统中,在MATLAB平台上运用TF1M3D对全矿井网域系统风流温度进行仿真求解。研究表明,巷道淋水蒸发吸热对井巷风流温度影响很大,主进风井段风流温度增加0.97℃,变化幅度不大,随着湿度增大风流温度递增变化幅度增大,与九道岭矿进风大巷测定结果吻合。将该算法纳入网络体系计算中,可解决3D矿井模型通风系统热害防治温度分布仿真及自然风压自动计算问题。